多功能氮化硼
氮化硼氮化硼是一種由氮原子和硼原子構成的晶體。除了常見的六方氮化硼（白石墨）外，還有立方氮化硼（CBN）、菱方氮化硼（RBN）和纖鋅礦型氮化硼（WBN）等變體，科學家甚至發現了性質與石墨烯類似的二維氮化硼晶體。不同變異的氮化硼展現出不同的特性和應用。以六方白石墨為例，由氮原子和硼原子構成的六方晶格結構與石墨中碳原子構成的六方晶格結構非常相似，因此在某些方面具有相似的性質，例如耐熱性。 耐磨性以及潤滑性。然而，白石墨也具有一些獨特的性質；例如，雖然石墨可以導熱導電，但白石墨只能導熱不能導電。
手機過熱了；要不試試用氮化硼？
氮化硼具有極高的導熱性、極低的熱膨脹係數和優異的絕緣性能，同時也具有耐腐蝕性和耐高溫性。六方氮化硼的導熱係數為56.94瓦/米·攝氏度，而立方氮化硼的導熱係數為79.54瓦/米·攝氏度，僅次於鑽石。國外研究表明，單層六方氮化硼在室溫下的導熱係數可高達751瓦/米·攝氏度，使其成為下一代柔性電子裝置散熱管理的理想候選材料。高效率的散熱管理是高密度、高功率電子產品亟待解決的問題。例如，隨著LED技術的普及，「農業工廠」應運而生。為了彌補日光不足，使用LED植物生長燈取代日光已成為成熟的解決方案。
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給“電動火箭”裝上“陶瓷心臟”
隨著中國太空站「天河」核心艙的發射入軌，霍爾推進器的「陶瓷心臟」成為焦點。這顆「陶瓷心臟」由白色石墨複合材料製成。在探索太空的歷程中，人類傳統上依賴化學推進，也就是透過燃燒化學推進劑來產生推力。太空船發射入軌後，需要額外的推進力來維持軌道和姿態調整，這需要攜帶化學燃料或在軌道上加油。然而，攜帶化學燃料不僅會增加發射成本，而且在一定程度上影響太空船在太空任務中的運作能力。在此背景下，電推進技術逐漸嶄露頭角。中國對太空電推進技術的研究始於1960年代，經過數十年的技術努力，取得了許多突破性進展。 2020年1月，中國首台20千瓦大功率霍爾推進器成功完成點火試驗，達到國際先進水準。
「天河」核心艙配置的四台霍爾效應推進器利用核心艙太陽能板產生的電能，為太空站維持軌道和安全飛行提供動力支援。霍爾效應推進器是一種等離子推進器，其工作原理是利用強電場加速離子並將其噴射出去，透過離子的反作用力實現姿態控製或軌道調整。霍爾效應推進器具有推力低、比衝高的特性。比衝是評估火箭推進劑性能的技術參數；比衝越高，表示在特定條件下，推進劑能產生更大的速度提升。當太空站運行在軌道上時，近地空間的微重力和稀薄大氣效應不可避免地會導致軌道衰減。然而，維持軌道並不需要很大的推力。雖然電推進的推力較低，但可以精確控制，從而增強任務執行能力。高比衝顯著減少了太空船所需攜帶的化學燃料量，從而拓展了太空任務的範圍。
在霍爾效應推進器中，等離子體的電離和加速必須在放電室內進行。霍爾效應推進器需要一個強大的「核心部件」來產生精確可調的推力。為了打造這個堅固的“核心部件”，必須滿足耐高溫、抗熱衝擊、抗離子濺鍍以及良好的絕緣性能等條件，以承受放電室嚴苛的工作環境。中國科學院瀋陽材料科學國家實驗室開發的氮化硼陶瓷基複合材料完美滿足了電推進器放電室材料的特殊要求。
變得像鑽石一樣堅硬
立方氮化硼以其光滑的表面而聞名，並且還可以進行硬化處理。在1950年代，科學家透過改變白石墨的結構合成了立方氮化硼單晶。這是一種在合成鑽石發明之後出現的超硬材料，其硬度略低於鑽石，但耐高溫性能遠勝於鑽石，尤其與鐵基金屬元素表現出優異的化學穩定性。 1970年代，多晶立方氮化硼（PCBN）問世。 PCBN的硬度極高，僅次於鑽石；其彎曲強度和斷裂韌性介於碳化物和陶瓷之間；其熱穩定性優於合成鑽石，可在1300°C下進行切割操作。在1200至1300°C的高溫下，立方氮化硼與鐵基材料發生化學反應的傾向性較低。立方氮化硼以其高硬度而聞名，主要用於兩個方面：製造砂輪、油石等研磨工具，以及鑽頭、車刀、麻花鑽、銑刀等切削工具。它在加工硬化鋼、耐磨鑄鐵、鈦合金等硬質材料時特別有利，並且特別適用於CNC工具機加工。
特別需要運用特殊技能，氮化硼的前景十分廣闊。
矽基半導體產業大大凸顯了現代電子產品的吸引力。然而，矽半導體製造的電子裝置難以應付極端環境（例如高溫）所帶來的挑戰。在此背景下，白石墨的特性——包括其寬頻隙、高導熱性、高電阻率和高遷移率——引起了科學家的注意。特別是白石墨的衍生物立方氮化硼，可望成為第三代半導體材料。研究機構已開發出採用氮化硼材料的高溫半導體PN結裝置，可在高達650°C的溫度下正常運作。這為製造能夠承受極端環境的電子裝置開闢了新的前景，為半導體產業帶來了新的希望。
利用氮化硼材料製備能夠承受高溫、高頻、高功率和高輻射等極端條件的電子裝置，可望解決特定場景下的許多應用難題。近年來，氮化硼薄膜的製備已成為半導體材料領域的研究熱點。氮化硼薄膜具有高硬度和耐熱性，且在紫外線到遠紅外線光譜範圍內均具有高透過率，因此非常適合用作高功率雷射和偵測器的窗口材料。氮化硼奈米管的合成進一步拓展了氮化硼材料的先進應用前景。據報道，氮化硼奈米管具有隔熱、抗氧化、高彈性和高韌性等優異性能，在航空等特殊產業展現出巨大的應用潛力。研究機構計劃將氮化硼奈米管應用於鋰硫電池，以提升其性能並促進商業化應用。